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真爱健康糖尿病营养调理核心技术揭秘——肠道干预

无锡真爱健康糖尿病营养调理核心技术思想体系由科学膳食、器官干预和营养补充组成。科学膳食是基础,器官干预是重点,营养补充是关键,三者相辅相成,密不可分!本篇内容概述器官干预中建立肠道干预的原因及其与血糖稳定的关系。

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肠道与糖尿病

肠道和胰岛共属于消化系统,在胚胎发育阶段,都起源于内胚层。越来越多的研究显示,两者之间存在密切关联,在糖尿病的发生发展中起着重要的作用。
1.1 肠降血糖素与糖尿病

肠降血糖素是指肠道衍生的具有食物依赖性促胰岛素分泌作用的肽类激素。这些激素由肠道上皮中特异的内分泌细胞合成,空腹时保持低水平的基础分泌,进食后分泌增加。在正常状态下,这些激素通过负责的相互作用参与整体的能量摄入和消耗,使血糖在一个很小的范围内变化。

胰腺外分泌功能异常与糖尿病的发生发展密切相关,而肠道与胰腺的外分泌功能亦密不可分。胰液通过胰岛管进入肠道参与食物的消化,肠降胰岛素的分泌功能异常有赖于各种营养素的正常消化。因此胰腺外分泌功能异常会影响食物的消化吸收,从而影响血糖水平,同时也会影响肠道激素的释放,进而影响胰岛素的释放[2]。

目前已发现多种具有血糖调节作用的肠降血糖素,其中最受关注的是胰高糖素样多肽-1(GLP-1)和葡萄糖依赖性促胰岛素多肽(GIP)。GLP-1 和GIP具有保护胰岛β细胞的作用,可以抑制胰岛β细胞凋亡,促进胰岛β细胞增殖,促进胰岛素的合成并改善β细胞对血糖的反应性;此外,GLP-1 还能抑制胰岛α细胞分泌胰高血糖素,减少肝源性葡萄糖的生成;并在外周增加肝脏、脂肪组织和肌肉组织对葡萄糖的摄取,抑制胃的排空,减慢碳水化合物的消化吸收。


1.2 肠道菌群与糖尿病

研究表明,肠道微生物群结构和功能上的变化和高血糖、胰岛素抵抗等糖尿病表型密切相关,肠道菌群及其相关代谢产物在血糖代谢、胰岛素抵抗以及慢性炎症等2型糖尿病的病理生理机制中发挥着重要作用[3]。

1.2.1 肠道菌群与糖尿病研究进展

比利时鲁文天主教大学的帕特里斯▪卡尼研究表明,小鼠肠道内双歧杆菌数量减少,会导致细菌细胞与肠内壁的紧密连接变得松散,提高了肠道的通透性,使更多的内脂素脂多糖(LPS)通过肠壁进入血液,引发代谢性内毒素血症,导致低度的炎症和代谢紊乱,比如胰岛素抵抗——这是II型糖尿病的典型症状[1]。

2012 年,Qin 等[4] 首次利用宏基因组测序方法分析了345例中国人的粪便,该研究对肠道微生物 DNA 进行两阶段宏基因组关联研究。研究显示2型糖尿病患者以中度肠道微生物菌群失调为特征,一些常见的产丁酸盐细菌丰度下降,而各种条件致病菌增加,并且肠道微生物的还原硫酸盐和抗氧化应激能力增强。在随后一项欧洲人群宏基因组测序研究中,研究人员比较了正常女性、糖耐量受损及糖尿病女性的肠道菌群改变,发现与非糖尿病者相比,糖尿病患者肠道菌群的4 种乳杆菌属增加以及5种梭菌属减少,乳杆菌和血糖、HbA1C呈正相关,而梭菌属则和血糖、HbA1C、胰岛素、C 肽、三酰甘油呈负相关,但与脂联素、高密度脂蛋白(HDL) 呈正相关。以上结果可能与2型糖尿病患者存在高三酰甘油、低 HDL 的血脂紊乱和脂联素水平减少有关[5]。

胰岛素抵抗是2型糖尿病重要的发病机制之一,肥胖是胰岛素抵抗发生的重要因素。Le等[6]分析了非肥胖者和肥胖者的肠道微生物基因组成,发现二者在基因丰富程度( gene richness)上存在显著差别,数据显示肠道菌群基因数目在人群中呈双峰分布,研究者将研究人群分为肠道菌群基因丰富程度较低组( low gene count)和基因丰富程度较高组( high gene count)。研究表明相对于基因丰富程度较高组,基因丰富程度较低组表现出显著的胰岛素抵抗、高胰岛素血症,同时还伴有三酰甘油及游离脂肪酸增加、HDL 降低和存在明显的炎症指标,如超敏 C反应蛋白水平升高和白细胞计数增加;并且,基因丰富程度较低组肥胖者在过去9年体重平均增长值显著高于基因丰富程度较高组个体。以上均表明基因丰富程度较低组肥胖个体罹患2型糖尿病和心血管疾病的风险更大。

1.2.2 肠道菌群相关代谢产物与糖尿病

肠道菌群代谢产物包括短链脂肪酸、吲哚及胆汁酸等能调节肠道的内分泌功能,从而影响血糖稳态。

短链脂肪酸(包括丁酸盐、丙酸盐、醋酸盐等)由肠道微生物发酵而来,对胰岛素敏感性和能量代谢的作用已被广泛接受,能调节几种涉及糖代谢、肠道屏障功能和能量稳态的肠肽水平。例如,丁酸和丙酸盐能阻止高脂饲养小鼠增加体重,醋酸盐可以减少健康正常鼠对能量的吸收[7,8]。然而,新近一项研究表明,醋酸盐可通过一种中枢介导机制刺激小鼠的β细胞分泌更多的胰岛素,同时也刺激胃泌素 (gastrin)和胃饥饿素(ghrelin)释放,这会导致食物摄入增多,从而促进肥胖和胰岛素耐受性产生[9]。丁酸通过cAMP 依赖机制促进与肠道糖异生相关的基因的表达,然而,作为糖异生的底物丙酸则通过肠-脑调节增加糖异生基因表达[10]。

肠道菌群分解色氨酸的产物吲哚能促进肠道内分泌细胞分泌胰升糖素样肽 1(glucagon-like peptide 1,GLP-1),吲哚通过抑制电压门控K+通道,使 Ca2+进胞增多,从而促进 GLP-1的分泌。吲哚长期抑制线粒体的代谢,会导致胞内ATP 浓度降低,减少 ATP 敏感性 K +通道的开放,胞膜被超级化,从而减慢GLP-1的释放[11]。

过去十年的研究表明,胆汁酸不仅促进脂肪的消化吸收,还参与糖脂及能量代谢。 DIO(diet-induced obesity)小鼠使用万古霉素和杆菌肽治疗后拟杆菌和厚壁杆菌数目减少,有益代谢产物增加。与未经抗生素治疗的DIO小鼠相比,其糖耐受和胰岛素抵抗得到改善,研究者推测这可能与胆汁酸增加并调整GLP-1 的分泌有关[12]。肠道菌群代谢产生的次级胆汁酸能激活TGR5(G蛋白家族中的一种),TGR5 通过调节肠道GLP-1 产物改善肥胖小鼠的肝功能和糖耐受水平[13] 。小鼠实验证明胆汁酸与法尼脂衍生物X受体( FXR)结合促进肠道释放成纤维细胞生长因子15( FGF15,人体中为FGF19),传递信号到目标组织调节体重增加和胰岛素抵抗[14-15]。有研究表明增强胆汁酸水解酶活性,催化胆汁酸分解成更多的次级胆汁酸,或能直接控制体重,降低胆固醇水平和肝脂肪变性程度[16]。一项干预研究表明,让健康志愿者口服罗伊氏乳杆菌后机体血浆(结合和非结合)胆汁酸水平升高,并且与FGF19 水平相关[17]。胆汁酸调节血糖稳态的机制尚未完全明确,但从多项研究来看这些肠道菌群代谢产物与宿主代谢息息相关,是寻找治疗糖尿病新疗法的目标方向。

1.2.3 肠道菌群与低度慢性炎症

肥胖、胰岛素抵抗和2型糖尿病的发展与全身和脂肪组织的炎症有关。肠道菌群通过特定细胞胞膜或相关分子激活宿主的模式识别受体 ( pattern recognition receptor, PRRs),PRRs 能识别病原体相关模式 (pathogen-associated molecular patterns,PAMPs),菌壁脂多糖 (lipopolysaccharide) 或内毒素激活Toll样受体4导致炎症反应、细胞因子的产生和趋化因子介导的急性炎症细胞聚集[18]。研究表明高脂饮食的小鼠肠道的含脂多糖的细菌增多,从而血浆中脂多糖浓度增多,产生代谢性内毒素血症。持续的代谢性内毒素血症会引起高血糖和高胰岛素血症,从而诱发肥胖和胰岛素抵抗[19]。人群研究发现2型糖尿病、肥胖和代谢综合征患者的机体内存在着低度慢性炎症,并与机体内脂多糖或脂多糖结合蛋白水平升高有关[20]。首先,脂多糖水平的升高可能和2型糖尿病机体肠道菌群构成改变有关。一项研究发现中国 2 型糖尿病患者肠道菌群中产丁酸盐有益菌减少,而含脂多糖的菌种数量增加[4]。其次,代谢性内毒素血症可能和肠壁通透性增加有关[19],2型糖尿病患者和肥胖个体肠壁通透性增加[21] 。

肠道微生物影响宿主的代谢、能量吸收、肠壁通透性以及肠道的分泌功能,肠道菌群失衡造成的代谢性内毒素血症在2型糖尿病中也起着至关重要的作用。 因此,全面了解糖尿病整个过程中肠道菌群的变化规律,掌握肠道菌群对糖、脂代谢的影响,阐明菌群与营养代谢之间的关系,通过肠道菌群移植,应用微生态制剂以及手术等手段,调节2型糖尿病患者肠道菌群结构,并合理地联合药物治疗,统筹兼顾地应对糖尿病的多发因素,有望成为预治2型糖尿病的新途径。



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